全日制工程硕士校内创新实践基地培养模式的探 - 自动化与仪器仪表杂志社投稿

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全日制工程硕士校内创新实践基地培养模式的探

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全日制工程硕士是指面向工程应用领域、以全日制方式培养的专业学位硕士，其培养方式、目标及学生知识结构等方面，与学术学位硕士有诸多不同[1]，全日制工程硕士培养侧重于工程应用[2]。2011年国务院学位委员会审议通过了《开展“服务国家特殊需求人才培养项目” 试点工作的意见》议案，决定在本科办学方面水平较高、特色较为鲜明的高校，招收培养全日制专业学位的工程硕士，以此来探索我国专业学位硕士研究生培养的新途径[3]。近年来，全日制工程硕士研究生教育已成为我国研究生教育中发展最快、规模最大的一种[1,4]。然而，面对以应届本科生为主要生源的现实，在新形势下如何保证全日制工程硕士的培养质量，仍是高校研究生教育所面临的主要问题[5]。因此，探索与实践全日制工程硕士的培养模式，对我国研究生教育促进作用积极的促进作用。北京信息科技大学(简称“北信科大”)仪器仪表专业作为起步较早、办学基础扎实、师资力量雄厚、发展迅速的重点专业，具有以光、机、电、算为学科基础的人才知识结构，可培养面向大型骨干工业企业的基础厚、知识面广的宽口径人才。全日制仪器仪表工程硕士符合人才市场的需求，也顺应信息技术蓬勃发展的势头。找准办学定位，理清办学思路，建立适合自身特点的培养模式，不仅是本专业所需，也是事关全校研究生培养的重大事情，以此为研究对象具有重要的参考价值。本文通过对北信科大仪器仪表专业全日制工程硕士培养中所存在主要问题的分析，结合实际成功案例，从培养过程、指导方式、评价方法等方面，探索基于校内创新实践基地的新型培养模式，为全日制工程硕士研究生教育培养模式提供有益借鉴。 1 明确定位建立基于校内创新实践基地的新型培养模式加强仪器仪表工程硕士实践基地建设，提高其理论与实践能力，是培养仪器仪表全日制工程硕士研究生的关键点所在[6]。北信科大根据全日制工程硕士研究生培养目标，结合具体培养过程，搭建校企合作平台，积极探索并开展校企合作培养模式[7]，为高等教育培养适应经济社会发展需求的高层次应用型人才，提供坚实保障。但仪器仪表全日制工程硕士校企合作模式在实际运行中，其效能实现还存在以下主要问题。第一，企业与学生的匹配度不高。在校企合作培养中，联合企业大都是业内知名企业，但这类企业大都偏爱于“985”或“211”院校的学生，一般学校研究生进入较困难；而许多中小企业希望将工程硕士培养过程与企业自身专业技术相结合，并将研究生毕业后留在企业，发展成为技术骨干，但由于企业财力、技术等方面受限，在留住人才上，处于两难境地。第二，混合型导师队伍的构建不够灵活。工程硕士校企合作培养过程中，没有形成专业理论知识丰富与专业实践技能高超的混合型导师团队，学术化倾向偏重，实践技能不突出。第三，本科专业背景多样化、专业基础差异化明显。仪器仪表是工业生产的“倍增器”，是科学研究的“先行官”[8]，其对从业人员的要求较高；而我校仪器仪表工程硕士研究生中，有相当一部分是跨专业就读，本科专业背景趋于多样化，专业基础差异明显，部分学生专业基础方面有待补充与提高，暂不完全符合校企合作的培养要求。第四，梯队形式的个性化培养特色不突出。校企合作培养模式注重互利共赢，企业肩负着发展社会经济的主要责任，以工程硕士研究生梯队形式的个性化培养方式，势必增加企业负担。同时，在考核及评价方面缺乏灵活多样的柔性机制。鉴于上述问题，北信科大对仪器仪表全日制工程硕士研究生的培养模式进行了深入分析，在坚持校企合作模式为主导，并对其进行持续改进的同时，积极探索基于校内创新实践基地的新型培养模式。校内创新实践基地作为学科建设成果和研究生实践经验的综合性教学实践平台[6]，更加有效地提高仪器仪表全日制工程硕士的综合能力。基于校内创新实践基地的全日制工程硕士培养模式是校企合作培养模式的一种有益补充，它将多样化中小型项目与学生灵活匹配，将由校内外专家学者、教师及工程师组成的动态混合型导师团队指导，既可保证学生有充裕的理论学习时间，又可尊重学生个性化选择，使学生在深入一线的创新实践中，不断提高技术素养和自主创新能力。 2 校内创新实践基地新型培养模式的探索北信科大仪器仪表全日制工程硕士新型培养模式的探索与实践，在务实、创新的培养原则下稳步进行。它充分发挥了校内创新实践基地的优势与功能，不断提高了仪器仪表全日制工程硕士的培养水平，取得了卓有成效的进步。下面以两个创新课题的成功实践为例，具体说明这一模式的特点。其一，我校一支由两名指导老师和一组工程硕士研究生构成的创新项目实践小组，提出了《基于LabVIEW的小型节能供热系统的设计》这一探索课题，目的是减少日常生活中供热系统管道上的热量损失和受热终端不必要的热量浪费，以提高能源利用率。此自主探索项目通过采用LabVIEW和NI ELVIS硬件平台，结合热传导模型与Fuzzy-PID算法，实现对小型节能供热系统的控制。在项目初期，由于传热模型和Fuzzy-PID算法并未在课堂教学中涵盖，学生在此环节上止步不前，花费了大量的精力。校内创新实践基地的老师了解这种情况后，第一时间协调安排了基础部物理老师和擅长控制理论的校内专家，在校内创新实践基地分别开设了以传热学和控制算法等为主的基础课程，以面向没有传热学和控制理论基础的研究生。在寻找项目创新点的环节上，高年级学生首先注意到了系统的实用性和可拓展性，提出了在能源上拓展使用聚光太阳能，低年级学生充分发挥了自己的发散性思维，认为可以在系统中并行使用热水器和供暖设备，经过实践小组内研究讨论，指导教师认为设计是可行的。在此基础上，小组成员开始收集资料并设计具体解决方案，指导教师对学生提出的方案进行审查并提出问题，校内工程师对系统具体软硬件选型及程序设计进行指导并提出改进建议。最终，小组按时完成了项目设计，系统达到了预期效果，该设计在2011年全国虚拟仪器大赛中获得了三等奖[9]。以此模式开展的其他几组创新项目，在2013年、2015年全国虚拟仪器大赛中分别获得三等奖1项、和二等奖、三等奖各1项，同时也得到了同行们的认可。其二，我校仪器仪表工程硕士研究生在参观农科院自动化所的过程中，了解到我国在蔬菜大棚的使用上依然处于初级阶段，大棚内部大多缺乏种植监控系统，蔬菜生长的适宜环境难以保证，而国内中小型企业对这方面的研究还不够深入。针对此种情况，一组学生在返校后进行大量的调研，向老师提出了设计蔬菜大棚种植监控系统的想法，旨在解决塑料大棚精细化种植程度不够、产出投入比不高等问题。实践基地教师在听取学生的调研报告后，决定成立由两名指导教师和五名研究生组成的创新实践小组。在工作初期，高年级学生通过调研，发现蔬菜生长与灌溉施肥、环境温湿度有着很大的关系，认为系统应该实现精准滴灌、自动混肥和温湿度监控等功能。低年级学生认为除了上述功能以外，还应考虑到影响植物光合作用和呼吸作用的O2及CO2气体浓度。经小组讨论，指导教师认为温湿度、O2和CO2都应进行监测，除此之外，考虑到蔬菜大棚中的CO可能会引起火灾或中毒，所以在环境监测过程中，CO这一参数也不应该被忽略。基于此，该小组提出了《蔬菜大棚精细化种植监控系统的设计》这一课题。在课题研究过程中，学生自主对工作进行了分工安排，由三名研究生负责硬件设计，两名研究生负责软件设计。在系统总体设计及硬件设备选型等方面，由工程师出生的指导教师进行深入指导并提出改进建议；同时，该组学生发现大部分环境参数所对应的传感器输出信号较微弱，不利于采集，需要设计放大器对信号进行调理，然而该学生并未学习过PCB设计之类的课程。为此，校内工程师开设电路设计讲座，为学生悉心讲解了放大器及其PCB板的设计方法及注意事项，最终，该学生成功完成了PCB放大板的设计、制作及调试。在软件设计方面，两名研究生分别负责算法程序编写和界面设计。针对控制方法的设计，基地老师邀请校外农业专家举行专题讲座，并指导研究生提出了集约高效的滴灌混肥控制新方法，同时对系统部分功能提出改进建议。最后，研究生设计与实现了控制新方法，并完善了系统功能。在界面设计方面，学生通过学习借鉴其他商业软件的界面风格，利用控件自定义功能设计了简洁实用、美观大方的交互界面。最终，创新实践组成功地完成了系统设计，该系统实现了大棚集约滴灌混肥及实时环境监控的功能，有利于我国蔬菜大棚精细化种植水平的提高，得到了农业专家及研究机构的肯定[10]。 3 全日制工程硕士新型培养模式探索中的思考通过以上实践，我们认为，全日制工程硕士校内创新实践基地新型培养模式是校企合作培养模式的一种有益补充，其在培养过程、指导方式、评价方法及导师团队的组建等方面，具有以下特征： 3.1　坚持项目培养与跨专业贯通式教学形式的有机结合基础理论与工程实践能力的培养是全日制工程硕士研究生培养的核心所在[11]。面对周期短和培养任务重之间的矛盾，为提高其工程实践能力，在实施培养过程中打破先学习理论知识，再进行工程实践，最后开展学位论文研究的培养模式。灵活采用多样的中小型企业项目和自主创新项目为研究课题，在研修公共基础课和专业基础课的同时，在校内创新实践基地内积极开展课题研究，坚持项目培养贯穿整个培养过程。针对项目实现过程中涉及的多学科问题和专业深度问题，在鼓励学生自主学习的同时，积极开展“基于问题”的跨专业、贯通式教学形式，将研究生培养与项目实践融为一体，实现理论与工程实践的相互促进，有利于工程硕士综合能力的提高。 3.2　构建基于项目的动态混合型导师团队形成师生协同共进的指导方式灵活多样的研究项目势必要求多样化的导师团队。由校内外专家学者、基础部教师、专业教师、校内工程师组成的混合型、跨专业导师队伍，根据项目特点和进展情况，以授课、讲座及手把手传授等形式，动态开展多样化的辅导和培训，形成师生共进的工作方式。在兼顾灵活多样性的同时，有利于研究生工程能力的提高和知识面的拓宽，是培养应用型创新人才的有效途径之一。 3.3　突出梯队自主创新的个性化培养特色协调发展柔性评价方法充分调动全日制工程硕士研究生自主创新的积极性，支持学生自主构建人员梯队，鼓励开展个性化创新工程实践，发展适合自身特点的个性化培养特色，满足社会对人才的多样化需求。在全日制工程硕士研究生的课程设置、学习方式、毕业综合能力鉴定等方面，坚持权变思想，灵活采用多种形式，协调发展柔性评价方法。 4 结束语经初步探索与实践，北信科大采用新型培养模式的全日制仪器仪表工程硕士，在基础知识、专业素质及动手能力等方面，相比同期非实验对象的学生水平明显提高。同时通过校内创新实践基地内的培养，学生毕业后在深入一线的创新实践中，成绩斐然，深受用人单位的喜，有效地减轻了学校和学生的就业压力。当前，全日制工程硕士研究生教育的大幕已经开启，各培养单位开展适合自身培养特色的探索实验正方兴未艾。我们的探索也只是其中的一小部分，还有许多未知的问题等待我们去解决，我们希望以后的作会做的得更好。